(57)【要約】【課題】本発明は、電動モータの動作時における動作音を抑制することが可能なモータ装置を提供する。【解決手段】本発明のモータ装置は、回転軸を有する電動モータと、前記モータを前記回転軸が内部に延在するように保持する枠体と、前記回転軸の先端のラジアル力を受け、前記電動モータの外部に設けられた軸受と、前記枠体の前記回転軸に先端方向において対向する壁面部に穿設され、前記軸受の外周を必ず隙間を有するすきま嵌めの状態で収容する保持孔部と、前記保持孔部内に収容された状態の前記軸受を固定する軸受固定部材と、を具備する。【選択図】図３
2010017064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する電動モータと、
前記モータを前記回転軸が内部に延在するように保持する枠体と、
前記回転軸の先端のラジアル力を受け、前記電動モータの外部に設けられた軸受と、
前記枠体の前記回転軸に先端方向において対向する壁面部に穿設され、前記軸受の外周を必ず隙間を有するすきま嵌めの状態で収容する保持孔部と、
前記保持孔部内に収容された状態の前記軸受を固定する軸受固定部材と、
を具備することを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
前記軸受固定部材は、前記枠体にネジにより固定されることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
【請求項３】
前記軸受は、前記枠体に前記回転軸の先端方向から基端方向に向かって前記軸受固定部材により押圧されることにより固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ装置。
【請求項４】
回転軸を有する電動モータが枠体に保持されたモータ装置の組立方法であって、
前記電動モータを、前記回転軸が前記枠体の内部に延在するように固定する行程と、
前記回転軸の先端のラジアル力を受ける軸受を、前記枠体の前記回転軸に先端方向において対向する壁面部に穿設され、かつ前記軸受の外周を必ず隙間を有するすきま嵌めの状態で受ける保持孔部に収容する行程と、
前記回転軸が回転した状態において、前記軸受を軸受固定部材により固定する行程と、
を有することを特徴とするモータ装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を有する電動モータが枠体に保持されてなるモータ装置及びモータ装置の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸を有する電動モータは、様々な機構の駆動源として多く用いられている。また例えば、特開平５−１５１３０号公報に開示されているように、電動モータの回転は減速機を介して所定の減速比で減速されて利用されることが多い。
【特許文献１】特開平５−１５１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
カメラのような携帯型の電子機器に用いられるモータ装置においては、小型かつ高回転の電動モータが用いられることが多く、電動モータの動作時において回転軸のラジアル方向の振れ（振動）によって、大きな動作音が生じてしまうことがある。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、回転軸を有する電動モータを備えたモータ装置において、電動モータの動作時における動作音を抑制することが可能なモータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のモータ装置は、回転軸を有する電動モータと、前記モータを前記回転軸が内部に延在するように保持する枠体と、前記回転軸の先端のラジアル力を受け、前記電動モータの外部に設けられた軸受と、前記枠体の前記回転軸に先端方向において対向する壁面部に穿設され、前記軸受の外周を必ず隙間を有するすきま嵌めの状態で収容する保持孔部と、前記保持孔部内に収容された状態の前記軸受を固定する軸受固定部材と、を具備することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明のモータ装置の組立方法は、回転軸を有する電動モータが枠体に保持されたモータ装置の組立方法であって、前記電動モータを、前記回転軸が前記枠体の内部に延在するように固定する行程と、前記回転軸の先端のラジアル力を受ける軸受を、前記枠体の前記回転軸に先端方向において対向する壁面部に穿設され、かつ前記軸受の外周を必ず隙間を有するすきま嵌めの状態で受ける保持孔部に収容する行程と、前記回転軸が回転した状態において、前記軸受を軸受固定部材により固定する行程と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図１から図６を参照して説明する。本実施形態は、カメラのレンズ部に備えられ、該レンズのズーム機構、合焦機構、沈胴機構又は絞り機構を駆動するためのモータ装置に本発明を適用したものである。
【０００９】
図１は、モータ装置の斜視図である。図２は、モータ装置の分解図である。図３は、モータ装置の断面図である。図４は、モータ装置の軸受部を拡大した断面図である。図５は、モータ装置の軸受部を固定する構成を説明するための分解図である。図６は、本実施形態のモータ装置の効果を説明するためのグラフである。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態のモータ装置１は、回転する回転軸１０を具備する電動モータ２と、該電動モータ２の回転軸１０の回転を所定の減速比で減速して、出力軸１７に出力する減速機３とを具備して構成されている。
【００１１】
電動モータ２は、回転子に回転軸１０が連結されたステッピングモータである。なお、電動モータ２は、ＤＣモータ等の回転軸１０を有する他の形態の電動機であってもよい。
【００１２】
減速機３は、詳しくは後述するが、枠体であるギヤボックス部２０に形成されたギヤ室２０ａ内に複数のギヤが配設されて構成されている。該減速機３により減速された電動モータ２の回転軸１０の回転は、出力軸１７に固定されギヤボックス部２０の外側に露出している第５ギヤ１５を介して、他の部材に伝えられる。
【００１３】
本実施形態のモータ装置１は、例えばカメラのレンズ鏡筒内に配設され、第５ギヤ１５に従動するカムを回転させることで、レンズの沈胴機構、ズーム機構、合焦機構又は絞り機構を駆動する。
【００１４】
次に、図２及び図３を用いて、モータ装置１の詳細な構成について説明する。  
まず、電動モータ２の詳細な構成について説明する。
【００１５】
電動モータ２は、略円筒状の本体部内に電磁力により回転する回転子を有し、該回転子に連結され、本体部の一端側の端面部２ａから突出する回転軸１０を具備して構成されている。
【００１６】
回転軸１０には、第１ギヤ１１が固定されている。回転軸１１の電動モータ２の本体部から突出する部位は、第１ギヤ１１が固定された状態において、先端部が第１ギヤ１１よりも先端方向に所定の長さだけ突出する長さを有する。なお、回転軸１０の先端部は所定の径を有する円柱状である。
【００１７】
また、電動モータ２の本体部の端面部２ａには、径方向外側に延出するフランジ部４と、回転軸１０と同心かつ同一方向に凸設された円筒状の位置決め凸部２ｂが設けられている。
【００１８】
電動モータ２のフランジ部４には一対の貫通孔５が穿設されており、電動モータ２は、該貫通孔５に挿通されギヤボックス部２０に形成された図示しないネジ穴に螺合する一対のネジ６により減速機３に固定される。
【００１９】
また、位置決め凸部２ｂが、減速機３のモータ保持部材５０に形成された嵌合孔部５１内に嵌め合わされることによって、減速機３に対する電動モータ２の位置決めがなされる。
【００２０】
図３に示すように、電動モータ２がモータ保持部材５０に固定された状態において、電動モータ２の回転軸１０及び第１ギヤ１１は、減速機３を構成するギヤボックス２０のギヤ室２０ａ内に配置される。
【００２１】
次に、減速機３の詳細な構成について説明する。
【００２２】
減速機３は、複数の減速ギヤと、該減速ギヤを収容するギヤ室２０ａを有する枠体であるギヤボックス２０と、ギヤボックス２０に対して電動モータ２を位置決めして固定するモータ保持部材５０と、電動モータ２の回転軸１０の先端部を受ける軸受３０と、軸受３０を固定する押圧部材４０とを具備して構成されている。
【００２３】
ギヤボックス２０には、電動モータ２側に開口する凹形状のギヤ室２０ａが形成されている。該ギヤ室２０ａの電動モータ２側の開口は、ギヤボックス２０にネジ６及びネジ８により固定されるモータ保持部材５０により塞がれるようになっている。
【００２４】
ギヤ室２０ａ内には、電動モータ２の回転軸１０と平行な２つの回転軸である中間軸１６及び出力軸１７が配設されている。中間軸１６及び出力軸１７は、ギヤボックス２０のギヤ室２０ａの底面部に形成された穴部と、モータ保持部材５０の該穴部に対向する位置に設けられた貫通孔に嵌め合わされることにより、ギヤ室２０ａ内において回転可能に支持されている。
【００２５】
中間軸１６には、電動モータ２の回転軸１０に固定された第１ギヤ１１と噛み合う第２ギヤ１２と、該第３ギヤ１３が固定されている。また、出力軸１７には、第３ギヤ１３と噛み合う第４ギヤ１４と、第５ギヤ１５が固定されている。上述したように、第５ギヤ１５の一部がギヤ室２０ａから露出するように、ギヤ室２０ａの側面部には外側に開口する窓部が形成されている。
【００２６】
この、減速機３の第１ギヤ１１から第５ギヤ１５に至る複数のギヤにより、電動モータ２の回転は所定の減速比で減速されて出力される。
【００２７】
また、本実施形態の減速機３においては、電動モータ２の回転軸１０の先端部を受ける軸受３０が配設されている。以下に、減速機３における軸受３０の詳細な構成を、図４及び図５を参照して説明する。
【００２８】
ギヤボックス２０のギヤ室２０ａの底面部には、電動モータ２の回転軸１０と略同一の中心軸を有して穿設された保持孔部２２が形成されている。また、ギヤボックス２０のギヤ室の底面部とは反対側の面には、該保持部２２と略同一の中心軸を有し、該保持孔部２２の内径Ｂよりも大きい内径Ａを有し、深さＥの円形状の凹部２１が形成されている。
【００２９】
言い換えれば、ギヤボックス２０には、電動モータ２の回転軸１０と略同一の中心軸を有する内径Ａの凹部２１が形成されている。そして、該凹部２１の底面部２１ａには、ギヤボックス２０の外部とギヤ室２０ａ内とを連通する、内径Ａよりも小さい内径Ｂの保持孔部２２が穿設されている。すなわち、ギヤボックス２０には、保持孔部２２と凹部２１とにより構成される、回転軸１０と略同一の中心軸を有した段付き孔２３が形成されている。
【００３０】
この、ギヤボックス２０に形成された、保持孔部２２と凹部２１とにより構成される段付き孔２３の内部には、軸受３０が配設される。
【００３１】
軸受３０は、外径Ｄを有した円筒部３２と、該円筒部３２の一端に円筒部３２の外径Ｄよりも大きい外径Ｃを有する断面厚さＴのリング状のフランジ部３３とにより構成されている。円筒部３２の内周面は、電動モータ２の回転軸１０を受けるすべり軸受部３１として構成されている。
【００３２】
軸受３０の円筒部３２の外径Ｄは、前述した保持孔部２２の内径Ｂよりも小さく、かつ、軸受３０のフランジ部３３の外径Ｃは、凹部２１の内径Ａよりも小さく形成されている。すなわち、軸受３０の円筒部３２と保持孔部２２との間、及び、フランジ部３３と凹部２１との間の関係は、必ず隙間が生じるすきま嵌めの関係となっている。
【００３３】
このような形状を有する軸受３０を、ギヤボックス２０の外側、すなわち電動モータ２の回転軸１０の先端に対向する方向から、段付き孔２３内に挿入すると、軸受３０は、フランジ部３３が底面部２１ａに突き当たることにより軸方向の位置決めがなされ、かつ径方向には所定の隙間を有したいわゆる遊びを有した状態で収容される。
【００３４】
また、軸受３０のフランジ部３３が底面部２１ａに突き当たった状態において、すべり軸受部３１内には、電動モータ２の回転軸１０の先端部が挿入される。
【００３５】
なお、軸受３０は、自己潤滑性を有する材料、例えば焼結含油合金や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等により構成されることが好ましい。
【００３６】
次に、以上の構成を有する軸受３０を、段付き孔２３内において固定する構成について説明する。
【００３７】
軸受部３１は、フランジ部３３を底面部２１ａ側に付勢する押圧部材４０（軸受固定部材）により、段付き孔２３内において固定される。押圧部材４０は、一対の貫通孔４３が穿設された板状のフランジ部４２と、該フランジ部４２から突出し、ギヤボックス２０に形成された凹部２１の内径Ａよりも小さい外径を有する、高さＨの円柱状の凸部４１とを具備して構成されている。
【００３８】
この押圧部材４０の凸部４１は、フランジ４２の貫通孔４３に挿通されギヤボックス２０に形成されたネジ穴２９に螺合する一対のネジ４５により、ギヤボックス２０に固定された状態において、ギヤボックス２０の凹部２１内に配設される位置に形成されている。
【００３９】
ここで、押圧部材４０の凸部４１の高さＨは、ギヤボックス２０の凹部２１の深さＥから軸受３０のフランジ部３３の厚さＴを差し引いた値よりも大きい値を有する。すなわち、Ｈ＞Ｅ−Ｔの関係が成り立つ。
【００４０】
以上のような本実施形態の構成によれば、段付き孔２３内に軸受３０を収容した状態で、押圧部材４０をネジ４５によりギヤボックス２０に固定すると、軸受３０のフランジ部３３は、押圧部材４０の先端部によって凹部２１の底面部２１ａ側に押さえつけられる。
【００４１】
したがって、本実施形態においては、軸受３０は、フランジ部３３と凹部２１の底面部２１ａとの間の摩擦、及びフランジ部３３と押圧部材４０の凸部４１との間の摩擦により、段付き孔２３内において固定される。
【００４２】
次に、本実施形態のモータ装置１の組立方法を以下に説明する。
【００４３】
まず、ギヤボックス２０のギヤ室２０ａ内に形成された穴部に、第５ギヤ１５及び第４ギヤ１４が固定された状態の出力軸１７の一端を挿入する。同様に、ギヤボックス２０のギヤ室２０ａ内に形成された穴部に、第３ギヤ１３及び第２ギヤ１２が固定された状態の中間軸１６の一端を挿入する。
【００４４】
次に、ギヤ室２０ａの開口を塞ぎ、かつ中間軸１６及び出力軸１７の他端を支持するモータ保持部材５０を、ギヤボックス２０にネジ８により固定する。
【００４５】
次に、回転軸１０に第１ギヤ１１が固定された状態の電動モータ２を、フランジ部４の貫通孔５に挿通され、かつモータ保持部材５０を貫通するネジ６によりギヤボックス２０に固定する。
【００４６】
ここで、電動モータ２の回転軸１０は、ギヤ室２０ａ内において段付き孔２３と略同一の軸上に位置決めされている。
【００４７】
次に、ギヤボックス２０の段付き孔２３内に、軸受３０を挿入する。このとき、軸受３０のすべり軸受部３１内に、電動モータ２の回転軸１０の先端が挿入されるようにする。
【００４８】
次に、ネジ４５により、押圧部材４０を、ギヤボックス２０に仮止めする。ここで仮止めとは、押圧部材４０及び軸受３０がギヤボックス２０から脱落しない程度に、ネジ４５を締め込まずに先端部のみをネジ穴２９に螺合させた状態である。
【００４９】
すなわち、押圧部材４０がギヤボックス２０に仮止めされた状態では、軸受３０は、ギヤボックス２０に対して固定されておらず段付き孔２３内において、径方向に移動可能である。
【００５０】
そして、電動モータ２０に電力を供給して回転軸１０を所定の回転数で回転させた状態において、ネジ４５を締め込み、押圧部材４０をギヤボックス２０に固定する。これにより、軸受３０は、段付き孔２３内において、押圧部材４０の凸部４１と凹部２１の底面部２１ａとの間に挟持され、位置が固定される。
【００５１】
このように、電動モータ２の回転軸１０を回転させた状態において回転軸１０の先端を受ける軸受３０の位置を固定することにより、軸受３０を回転軸１０に対して調芯することができ、電動モータ２の負荷増加を抑えることができる。
【００５２】
以上に説明した本実施形態のモータ装置においては、電動モータ２の回転軸１０の先端部のラジアル方向（径方向）の位置は、ギヤボックス２０に対して固定されたすべり軸受部３１を有する軸受３０により支持されている。これにより、本実施形態によれば、電動モータ２の回転軸１０の回転に伴う振動が大幅に抑制されるため、モータ装置１の動作時に発生する音量を低減させることができる。
【００５３】
ここで、図６のグラフに出願人が実施した実験の結果を示し、本実施形態のモータ装置１と、電動モータの回転軸の先端を軸受により支持しない従来の構成との動作音の音量の比較によって、本実施形態のモータ装置１の効果を説明する。
【００５４】
図６において、横軸は動作音の周波数を示し、縦軸は動作音の音量を示している。また、図６において、黒い線は回転軸の先端を軸受により支持しなかった場合の実験結果を示し、灰色の線は本実施形態と同様の回転軸の先端を軸受により支持した場合の実験結果を示している。
【００５５】
図６に明らかなように、回転軸の先端を軸受により支持しない従来の構成に比して、本実施形態の構成では、明らかに動作音の音量が全周波数帯において数ｄＢの範囲で低減していることがわかる。
【００５６】
なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うモータ装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００５７】
例えば、上述した実施形態においては、軸受３０は、ギヤボックス２０に形成された段付き孔２３内に固定される構成としているが、軸受３０は、電動モータ２０の回転軸１０に対して調芯された状態でギヤボックス２０に固定される構成であればよい。
【００５８】
例えば、ギヤボックス２０には、段付き孔ではなく内径Ｂの保持孔部２２のみが形成されており、軸受３０は、フランジ部３３が板バネ上の押圧部材によりギヤボックス２０の表面上に押圧されることで固定されるような構成であってもよい。
【００５９】
また、軸受３０は、ラジアル方向の力を受けることが可能な形態であればよく、たとえば玉軸受や円筒ころ軸受であってもよい。
【００６０】
上述した実施形態に基づいて、以下の構成を提案することができる。すなわち、本願発明は以下の構成で表現できる。  
（付記１）  
モータ装置において、  
モータ装置の枠体と、  
上記モータ装置の回転軸を受ける上記モータの外部に設けられた軸受と、  
モータ装置の枠体であって、上記軸受の外周を必ず隙間を有するすきま嵌めで受ける穴を有した支持枠と、  
上記回転軸と上記軸受とを嵌合させた状態で、上記軸受を上記穴中に固定する軸受押さえ部材と、  
を具備することを特徴とするモータ装置。
【００６１】
（付記２）  
上記軸受押さえ部材は上記支持枠にネジにより固定されることを特徴とする付記２に記載のモータ装置。
【００６２】
（付記３）  
上記軸受は、上記モータの軸方向から上記軸受押さえ部材により押さえられることを特徴とする付記１又は２に記載のモータ装置。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】モータ装置の斜視図である。
【図２】モータ装置の分解図である。
【図３】モータ装置の断面図である。
【図４】モータ装置の軸受部を拡大した断面図である。
【図５】モータ装置の軸受部を固定する構成を説明するための分解図である。
【図６】モータ装置の効果を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１    モータ装置、
２    電動モータ、
２ａ    端面部、
２ｂ    位置決め凸部、
３    減速機、
４    モータフランジ部、
５    取付孔、
６    ネジ、
８    ネジ、
１０    モータ出力軸、
１１    第１ギヤ、
１２    第２ギヤ、
１３    第３ギヤ、
１４    第４ギヤ、
１５    第５ギヤ、
１６    中間軸、
１７    出力軸、
２０    ギヤボックス、
２０ａ    ギヤ室、
２１    凹部、
２１ａ    底面部、
２２    保持孔部、
２３    段付き孔、
２９    ネジ穴、
３０    軸受、
３１    すべり軸受部、
３２    円筒部、
３３    フランジ部、
４０    押圧部材、
４１    凸部、
４２    フランジ部、
４３    貫通孔、
４５    ネジ、
５０    モータ保持部材、
５１    嵌合孔部。
【図１】
2010017064.tif 000003
【図２】
2010017064.tif 000004
【図３】
2010017064.tif 000005
【図４】
2010017064.tif 000006
【図５】
2010017064.tif 000007
【図６】
2010017064.tif 000008